Roboți inspirați de insecte pentru monitorizarea mediilor complexe

Cercetătorii de la Universitatea din Pittsburgh au proiectat roboți mici inspirați de insecte care pot fi utilizați în medii complexe și înguste, greu accesibile pentru oameni.

Noua cercetare, intitulată „Molecularly Directed, Geometrically-Latched, Impulsive Actuation Powers Sub-Gram Scale Motility”, a fost publicată în revista Advanced Materials Technologies.

Evaluarea mediului și a imaginilor

Junfeng Gao este student doctorand în inginerie industrială la Școala de Inginerie Swanson. El a condus lucrările la noii roboți dezvoltați.

„Acești roboți pot fi utilizați pentru a accesa zone înguste pentru imagini sau evaluări ale mediului, pentru a preleva probe de apă sau pentru a efectua evaluări structurale,” a spus Gao. „Orice loc unde doriți să accesați zone înguste—unde o insectă poate merge, dar o persoană nu—aceste mașini pot fi utile.”

Acesta este încă un exemplu de cercetători care se inspiră din natură pentru a construi micro-roboți de astăzi. Creaturi mici, cum ar fi crustaceele și puricii, pot manevra pe suprafețe într-un mod mai eficient energetic decât târârea, prin mișcări impulsive. Aceste mișcări au fost replicate în noii roboți fabricați din mușchi artificial polimeric.

Ravi Shankar este profesor de inginerie industrială la Pitt. El conduce laboratorul care a condus noua cercetare.

„Este similar cu încărcarea unei săgeți într-un arc și trăgându-l—roboții se agață pentru a acumula energie și apoi o eliberează într-o explozie impulsive pentru a sări înainte,” a spus Shankar. „De obicei, actuația în mușchii artificiali cu care lucrăm este destul de lentă. Am fost atrași de întrebarea, ‘Cum putem lua acest mușchi artificial și să-l folosim pentru a genera o actuație de sărit, mai degrabă decât una lentă?’”

Întoarcerea la ordinea moleculară și geometrie

Pentru a răspunde la această întrebare, echipa a examinat ordinea moleculară și geometria.

Mohsen Tabrizi este student doctorand în inginerie industrială la Școala de Inginerie Swanson și coautor al cercetării.

„Forma compozită curbată a mușchiului polimeric îi permite să acumuleze energie atunci când este alimentat. Modul în care moleculele sunt aliniate în mușchi se inspiră din lumea naturală, unde actuația combinată construiește energie în structură,” a spus Tabrizi. „Acest lucru se realizează folosind nu mai mult de câteva volți de electricitate.”

Prin proiectarea roboților de mărimea unui greier pentru a fi atât versatili, cât și ușori, ei pot manevra pe suprafețe mobile, cum ar fi nisipul. Ei pot efectua aceste mișcări la fel de ușor cum o fac pe suprafețe dure. Cel mai impresionant, roboții pot sări peste apă.

Cercetarea a inclus și coautorul Arul Clement.